[发明专利]变压吸附分离炼厂干气中乙烯和氢气方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及从炼油厂干气中同时分离乙烯和氢气的方法，是一种变压吸附分离炼厂干气中乙烯和氢气方法。

二、背景技术

在重催炼厂干气中乙烯的典型含量约为7％至21％(体积)，目前，回收炼厂干气中乙烯的方法有：深冷分离法、双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法等，各方法具体情况如下：

深冷分离法：该方法是美国Mob il公司和A ir P roduct s公司共同开发的，并已在1987年投入工业化生产。采用该方法，乙烯收率可达90％至98％，乙烷收率99％，重烃收率100％，投资可降低25％以上。由于炼厂干气供应是一个主要限制因素，深冷分离法只适用于炼厂能力相当大并拥有催化裂化装置的地区；催化裂化装置比较集中的地区；乙烯需要量较少、新建大乙烯厂不够合理的地区；或者只作为现有乙烯厂的一种补充原料。美国由于炼厂催化裂化装置规模均较大，故采用深冷分离法的较多。

双金属盐络合吸收法：该方法是美国田纳科(Tenneco)公司开发的，称为ESEP络合分离工艺，是一种由低浓度乙烯中回收聚合级乙烯的新方法。它是采用溶于芳烃溶剂中的一种双金属盐类四氯化亚铜铝络合物，从混合气中有选择性地络合吸附乙烯组份。乙烯分子与吸收剂络合物所形成的键较弱，可在缓和条件下进行汽提解吸，从而得到纯度大于99.5％的聚合级乙烯。产品乙烯纯度在99.5％以上，总收率约为96％。国内浙江大学对络合吸收法进行了多年的研究。由于ESEP所用四氯亚铜铝吸收剂对设备腐蚀小，装置可用碳钢制造，吸收容量大，与乙炔的物理吸收法比较，溶解度要大300倍，产品纯度高，乙烯回收率也高，所以，在我国炼厂规模不大、产气量小的情况下，采用该法具有明显的优越性。

膨胀机法：该方法是由美国弗卢尔公司开发的。它是利用高压气体，通过膨胀机接近等熵膨胀，同时输出外功，使气体中露点较高的组份冷凝分离。据报道，美国曾用10个月时间在德克萨斯州海湾沿岸地区建成一座利用膨胀机法从炼厂气中回收乙烯的1.3万t/a的装置。朗道尔公司建有年处理炼厂气28万立方米的装置。

中冷油吸收法：该方法主要是利用吸收剂将干气中溶解度的不同的各组份加以分离：先用吸收法除去甲烷和氢，再用精馏法逐一分离各组份，乙烯纯度达90％左右。

吸附法：该方法是美国麦吉尔公司利用固定床吸附炼厂干气中乙烯的一种技术。

膜分离法回收氢：该法回收催化裂化干气中氢的装置已于1987年在美国庞卡城O k ia建成。该技术氢气回收率为80％至95％，回收成本随进料压力的增大而降低，目前世界上已有10套装置在运行或建设中。

上述各种方法的技术经济比较：深冷分离、中冷油吸收、络合吸收和吸附法等几种工艺技术特点的比较见表1。

表1  炼厂干气中乙烯提浓方案技术指标比较

由表1可见，在炼厂干气回收乙烯方法中，深冷分离法和中冷油吸收法在工业中常被采用，技术较成熟，但是投资和能耗都很高，且操作条件苛刻。

上述现有技术都无法有效地实现从炼油厂干气中同时分离出乙烯和氢气。

三、发明内容

本发明提供了一种变压吸附分离炼厂干气中乙烯和氢气方法，克服了上述现有技术之不足，其既能有效分离炼厂干气中的乙烯又能分离出炼厂干气中的氢气，分离效果较好，成本较低。专门适合于做为以水溶性铑膦络合物为催化剂制丙醛生产装置的原料。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种变压吸附分离炼厂干气中乙烯和氢气方法，其特征在于按下述步骤进行：

第一步脱二氧化碳：将进口压力为0.3MPa至0.8Mpa、常温的炼油厂干气用碱液脱出二氧化碳；

第二步干燥：将第一步脱出二氧化碳的炼油厂干气用常规干燥剂进行吸附脱水；

第三步变压吸附提取乙烯：将第二步脱水后的炼油厂干气用常规乙烯专用吸附剂在工作温度为50℃至170℃下从常压升压至第二步的出口压力进行变压吸附乙烯，当常规乙烯专用吸附剂吸附饱和后对其进行减压或抽真空得到炼油厂中的乙烯；

第四步变压吸附回收氢气：将分离了乙烯后的炼油厂干气用常规制氢吸附剂在常温下从常压升压至第三步的出口压力进行变压吸附烯烃丙烷及氮气杂质得到炼油厂中的氢气。

下面是对上述本发明技术方案的进一步优化或/和改进：

当上述第四步中的常规制氢吸附剂饱和后可进行减压并抽真空并用于吹第二步中已经吸附饱和的常规干燥剂使其再生。

上述抽真空的压力可为0至-0.09Mpa。

当上述第二步的常规干燥剂吸附饱和后可从常温升温至170℃进行变温脱水再生。